Il congelamento rallentato delle gocce dall'oceano di Encelado spiega la varietà di ghiaccio nell'anello di Saturno
- Cassini ha scoperto 961 particelle di ghiaccio con diversa composizione chimica
- Gli esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che la velocità di congelamento influisce sulla separazione dei sali
- Il congelamento lento nei ventilatori sotterranei spiega la diversità chimica
- Questo cambia le idee sulla dinamica dei geyser di Encelado
La luna di Saturno Encelado è coperta da uno spesso strato di ghiaccio, sotto il quale si nasconde un oceano globale. Nella regione del polo sud, la superficie si frattura, formando crepe attraverso le quali acqua e vapore vengono espulsi nello spazio, creando i caratteristici geyser.
Dal 2004 al 2017, la sonda spaziale Cassini, utilizzando l'analizzatore di polvere spaziale (CDA), ha misurato la composizione di singole particelle di ghiaccio che entrano nell'anello E‑anello di Saturno. Gli scienziati hanno analizzato 961 spettri di massa delle cosiddette particelle di tipo 3, ricche di sali, e hanno scoperto notevoli differenze nella loro composizione chimica.
La varietà che sollevava domande
Alcune particelle si sono rivelate arricchite di cloruro di sodio, altre di carbonati, fosfati o cloruro di potassio. È particolarmente notevole che il cloruro e il carbonato quasi mai si trovano nella stessa particella ricca di sodio. Se tutte le particelle provengono da un unico oceano, tale varietà sembra inaspettata.
Per scoprire la causa, gli scienziati dell'Earth‑Life Science Institute (ELSI) presso l'Istituto di Scienza di Tokyo hanno creato modelli di laboratorio. Hanno formato gocce con diametri da decine a duecento micrometri, contenenti i sali principali presumibilmente presenti nell'oceano di Encelado, e le hanno congelate a diverse velocità di raffreddamento.
I risultati hanno mostrato che durante il congelamento lento (≈10 K/min o più lento) i sali si separano in aree distinte all'interno della struttura cristallina. Durante il congelamento rapido, i componenti chimici rimangono distribuiti in modo più uniforme. Pertanto, anche le gocce formate dalla stessa acqua oceanica possono diventare chimicamente eterogenee dopo il congelamento.
I ricercatori hanno ipotizzato che gocce così grandi si formino in profondità sotto i venti sotterranei, dove si muovono lentamente, raffreddandosi gradualmente. Man mano che si avvicinano alla superficie, si congelano, permettendo ai sali di separarsi. Poi, quando si scontrano con canali più stretti e un flusso di gas in accelerazione, le gocce congelate si frantumano in piccole particelle, ognuna delle quali porta un insieme unico di sali.
Questo modello cambia la precedente concezione secondo cui la nebbia oceanica si congela istantaneamente e vola subito nello spazio. Ora si ritiene che il processo di congelamento possa richiedere un tempo significativo, e la diversità chimica del ghiaccio nell'anello E‑anello è una conseguenza naturale delle diverse velocità di congelamento nelle crepe sotterranee.
Comprendere questi meccanismi è importante non solo per interpretare i dati di Cassini, ma anche per valutare la potenziale abitabilità degli oceani sotto il ghiaccio. I gradienti chimici che si formano durante la lenta cristallizzazione possono creare microambienti adatti alla vita microbica.
Fonte: ScienceDaily
